Titanium-nikkellegering, ook bekend als Nitinol, is een binaire legering die bestaat uit nikkel en titanium. De atomaire percentages van deze twee elementen zijn ongeveer gelijk.
Austenitische fase en martensietfase
Door veranderingen in temperatuur en mechanische druk heeft Nitinol twee verschillende kristalstructuurfasen, namelijk een austenietfase en een martensietfase. In Nitinol wordt austeniet de moederfase genoemd, wat de kristallijne fase van de legering is bij hoge temperaturen. Wanneer de temperatuur daalt, zal austeniet geleidelijk transformeren in martensiet (kindfase).
Twee kenmerken van Nitinol
- Vormgeheugen
Wanneer de moederfase van een bepaalde vorm afkoelt van boven de Af-temperatuur naar onder de Mf-temperatuur en volledig martensiet vormt, treedt vormgeheugen op, waardoor het martensiet onder de Mf-temperatuur vervormt. Na verhitting onder de Af-temperatuur zal het materiaal automatisch de vorm van de moederfase terugkrijgen door omgekeerde faseovergang. In feite is het vormgeheugeneffect een thermisch geïnduceerd fasetransformatieproces van nitinol. Het verwijst naar het vermogen van Nitinol om te vervormen bij een bepaalde temperatuur en vervolgens zijn oorspronkelijke, onvervormde vorm te herstellen wanneer de temperatuur hoger is dan zijn "overgangstemperatuur".
-Super elastisch
De zogenaamde superelasticiteit verwijst naar het fenomeen dat de spanning die door het monster wordt gegenereerd onder invloed van externe kracht veel groter is dan de elastische limietspanning, en de spanning zal automatisch herstellen tijdens het ontladingsproces. In de ouderfase, als gevolg van het effect van externe spanning, activeert de spanning de martensiettransformatie, waardoor de legering andere mechanische eigenschappen vertoont dan gewone materialen. De elastische limiet is veel groter dan die van gewone materialen. En het volgt niet langer de wet van Hooke. Vergeleken met het vormgeheugeneffect, omvat superelasticiteit geen warmte.
Toepassing van Nitinol
1. Brilmontuur
2. Orthodontie
3. Medische apparatuur
4. Andere toepassingen
Een bekende computerfabrikant gebruikte Nitinol-apparatuur om PCMCIA-kaarten (International Personal Computer Memory Card Association) uit te werpen. Daarnaast wordt Nitinol ook gebruikt om het uiteinde van de hydraulische slangen van vliegtuigen te verbinden. Bij minder zware toepassingen kan Nitinol de magic shop-lepel buigen wanneer deze in heet water wordt geplaatst.